Φ6 mm規(guī)格普線軋制斷絲原因分析與控制

孫梓秋，華 望，應(yīng)長征

（江西省方大特鋼科技股份有限公司，江西 南昌330012）

新國標(biāo)《GBT 1499.1—2017鋼筋混凝土用鋼第1部分：熱軋光圓鋼筋》于2018年9月1日實(shí)施后，取消原Φ6.5 mm規(guī)格，并新增Φ6 mm規(guī)格，某鋼廠的高速線材生產(chǎn)線在生產(chǎn)Φ6 mm規(guī)格普線時(shí)，使用的坯料為160 mm×160 mm×11 400 mm坯料，全線軋機(jī)配置為粗軋6架+中軋6架+預(yù)精軋6架+精軋8架+減定徑4架的配置，軋制Φ6 mm線材需投入包括減定徑在內(nèi)的所有30架軋機(jī)，在生產(chǎn)中經(jīng)常在減定徑機(jī)組間出現(xiàn)軋制斷絲，造成堆鋼事故或者質(zhì)量廢品。在產(chǎn)生安全隱患的同時(shí)不利于生產(chǎn)效率的提高和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。減定徑4架共計(jì)30架軋機(jī)，按照摩根六代軋機(jī)

1 軋制斷絲的特點(diǎn)

根據(jù)軋制斷絲宏觀形貌特點(diǎn)如圖1所示斷口兩端形狀呈現(xiàn)筆芯尖狀為進(jìn)行斷絲斷口分析，進(jìn)行取樣送檢進(jìn)行分析，采用EVO18型號掃描電鏡進(jìn)行斷口分析發(fā)現(xiàn)：送檢樣發(fā)現(xiàn)有1/3的樣品斷口發(fā)現(xiàn)有鋼質(zhì)缺陷，系鋼坯縮孔帶來的裂紋，部分?jǐn)嗫诖嬖趭A雜，如圖2所示。

圖1 斷絲宏觀形貌特點(diǎn)

因此可知在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，軋制工藝參數(shù)和變形條件不穩(wěn)定、材料本身存在內(nèi)外部缺陷都會引發(fā)斷絲事故。

圖2 斷絲斷口分析

2 軋制斷絲的影響因素分析

2.1 軋制工藝參數(shù)設(shè)定與調(diào)整不當(dāng)

高速區(qū)機(jī)架間張力和軋件斷面積除頭尾張力變化外，在穩(wěn)定軋制時(shí)是恒定的，軋制工藝參數(shù)設(shè)定或調(diào)整不當(dāng)，會造成軋件斷面積減小和機(jī)架間張力增大，主要有以下幾個(gè)方面：

1）輥縫設(shè)定和調(diào)整不當(dāng)，由于減定徑機(jī)和精軋機(jī)機(jī)組內(nèi)部采用集中傳動，機(jī)架間速比恒定而不可調(diào)整，輥縫的設(shè)定和調(diào)整對軋件斷面積影響最大，決定了機(jī)架間張力的大小。如果輥縫設(shè)定和調(diào)整不當(dāng)，會導(dǎo)致軋件斷面積變化、機(jī)架間張力異常。

2）張力設(shè)定和調(diào)整不當(dāng)，在高速線材生產(chǎn)中，為保證高速區(qū)張力的穩(wěn)定，在中軋和預(yù)精軋前后設(shè)置活套?；钐椎奶赘呤欠穹€(wěn)定，套量是否滿足工藝標(biāo)準(zhǔn)，都將影響張力的穩(wěn)定性從而影響最終的料型面積。

3）軋件溫度波動，鋼坯的頭、中、尾的溫差、上下面的溫差均能對軋制過程的張力產(chǎn)生影響，但由于Φ6 mm規(guī)格軋制節(jié)奏慢，鋼坯在爐時(shí)間長，溫度相對較為均勻和穩(wěn)定。

4）導(dǎo)衛(wèi)開口度大小不當(dāng)，體現(xiàn)在開口度過大時(shí)對軋件加持力不足引倒鋼產(chǎn)生張力和料型變化，如何開口度過小將加劇導(dǎo)輪磨損速度降低導(dǎo)衛(wèi)使用壽命，當(dāng)磨損量達(dá)一定程度時(shí)便會影響料型面積及張力變化從而產(chǎn)生斷絲問題。

2.2 軋件本身的內(nèi)外部缺陷

軋件在高速軋制過程中發(fā)生連續(xù)均勻的變形，如果材料存在內(nèi)外部缺陷，會破壞軋件金屬“流動”的連續(xù)性，產(chǎn)生不均勻變形。同時(shí)缺陷的存在會降低材料的強(qiáng)度極限、減少軋件實(shí)際承載斷面積，造成軋制頸縮從而導(dǎo)致拉斷產(chǎn)生斷絲。同時(shí)鋼坯內(nèi)部存在的缺陷在機(jī)架間張力的作用下，更易造成局部的應(yīng)力集中，也會加劇事故的產(chǎn)生。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：結(jié)疤缺陷、中心縮孔、夾雜群等缺陷均會會降低材料的強(qiáng)度極限和軋件實(shí)際承載斷面積，易于產(chǎn)生斷絲缺陷。

3 控制措施

通過對Φ6 mm規(guī)格普線軋制時(shí)產(chǎn)生的斷絲影響因素分析，主要采取以下措施。

1）正確設(shè)定和調(diào)整軋機(jī)輥縫。中軋、預(yù)精軋各道次料型保證改軋前確認(rèn)中軋料型，預(yù)精軋料型改軋時(shí)試?yán)錁哟_保料型的準(zhǔn)確；對高速區(qū)輥縫的設(shè)定，輥縫按照標(biāo)準(zhǔn)輥縫進(jìn)行設(shè)定，在出現(xiàn)斷時(shí)適當(dāng)增大來料面積，適當(dāng)增加精軋、預(yù)精軋來料面積，放27號、收28號、29號。

2）前道次活套軋制區(qū)域機(jī)架間確保無拉鋼，預(yù)精軋末道次間的活套保證套高，達(dá)到無張力軋制狀態(tài)。

3）增對鋼坯缺陷，適當(dāng)提高加熱溫度、軋制溫度，增加軋件的延伸性能，利于鋼坯缺陷在軋制過程中閉合，將坯料缺陷影響降至最低。

4）正確安裝調(diào)整滾動導(dǎo)衛(wèi)。使用導(dǎo)衛(wèi)對中儀精確調(diào)整開口度大小，上線后開口度禁止調(diào)整，尤其是成品前滾動進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)，在導(dǎo)衛(wèi)安裝時(shí)需對正良好、固定牢靠，保證軋件運(yùn)行狀態(tài)良好，穩(wěn)定張力。

4 結(jié)論

1）在高溫情況下軋件的抗拉強(qiáng)度降低，出現(xiàn)張力波動便會產(chǎn)生料型面積的波動，尤其是在生產(chǎn)Φ6 mm的小規(guī)格時(shí)，初始料型面積就小的基礎(chǔ)上影響更為突出。

2）影響機(jī)架間張力波動和增大的初始張力、輥縫、溫度和導(dǎo)衛(wèi)等軋制工藝參數(shù)設(shè)定和調(diào)整不合理，是軋制斷絲的主要因素。

3）影響材料高溫強(qiáng)度的結(jié)疤、中心縮孔和夾雜群等鋼坯缺陷是軋制斷絲的重要因素，尤其是在缺陷周邊出現(xiàn)應(yīng)力集中時(shí)，加劇軋機(jī)對張力波動對斷絲影響，通過提高加熱溫度、軋制溫度可在一定程度上緩解鋼坯缺陷的影響。